化工儀表自動化-第3章-3

1、化工儀表自動化,四川理工學院電信系自動化教研室,2,第三章 檢測儀表與傳感器,3.1 概述 3.2 壓力檢測及儀表 3.3 流量檢測及儀表 3.4 物位檢測及儀表 3.5 溫度檢測及儀表 3.6 現(xiàn)代檢測技術與傳感器的發(fā)展,3,3.3 流量檢測及儀表,2,差壓式流量計,3,概述,1,轉子流量計,4,橢圓齒輪流量計,5,渦輪流量計,6,電磁流量計,4,概述,在生產(chǎn)過程中，為了有效地進行操作、控制和監(jiān)督，需要檢測各種流體的流量。 物料總量的計量也是經(jīng)濟核算和能源管理的重要依據(jù)。 流量檢測儀表是發(fā)展生產(chǎn)，節(jié)約能源，改進產(chǎn)品質量，提高經(jīng)濟效益和管理水平的重要工具，是工業(yè)自動化儀表與裝置中的重要儀表之一

2、。,5,概述（續(xù)）,瞬時流量：指單位時間內流過管道某一截面的流體數(shù)量的大小。 總量：在某一段時間內流過管道的流體流量的總和，即瞬時流量 在某一段時間內的累計值。 流量和總量，可以用質量表示，也可以用體積表示。 單位時間內流過的流體以質量表示的稱為質量流量，常用符號M表示。 以體積表示的稱為體積流量，常用符號Q表示。,6,概述（續(xù)）,若流體的密度是，則體積流量與質量流最之間的關系是： 如以t表示時間，則流量和總量之間的關系是： 測量流體流量的儀表一般叫流量計；測量流體總量的儀表常稱為計量表。然而兩者并不是截然劃分的，在流量計上配以累積機構，也可以讀出總量。,7,概述（續(xù)）,常用的流量單位有噸每小

3、時(t/h)、千克每小時(kg/h)、千克每秒(kg/s)、立方米每小時(m3/h)、升每小時(L/h)、升每分(L/min)等。 流量測量的方法分類： 1速度式流量計 一種測量流體在管道內的流速作為測量依據(jù)來計算流量的儀表。先測出管道內的平均流速，再乘以管道截面積求得流體的體積流量。 例如差壓式流量計、轉子流量計、電磁流量汁、渦輪流量計、堰式流量計等。,8,概述（續(xù)）,流量測量的方法分類： 2容積式流量計 一種以單位時間內所排出的流體的固定容積的數(shù)目作為測量依據(jù)來計算流量的儀表。例如橢圓齒輪流量計、活塞式流量計等。 3質量流量計 一種以測量流體流過的質量M為依據(jù)的流量計。質量流量計分直接式和

4、間接式兩種。質量流量計具有測量精度不受流體的溫度、壓力、粘度等變化影響的優(yōu)點，是一種發(fā)展中的流量測量儀表。,9,概述（續(xù)）,流量計的一般結構：流量計通常由一次裝置和二次儀表組成。 一次裝置安裝于流道的內部或外部，根據(jù)流體與之相互作用關系的物理定律產(chǎn)生一個與流量有確定關系的信號，這種一次裝置亦稱流量傳感器。 二次儀表則給出相應的流量值大小。,10,差壓式流量計,在管道中放入一定的節(jié)流元件，如孔板、噴嘴、靶、轉子等，使流體流過阻擋體時，流動狀態(tài)發(fā)生變化。根據(jù)流體對節(jié)流元件的推力或在節(jié)流元件前后形成的壓差等，可以測定流量的大小。 節(jié)流式流量計是目前工業(yè)生產(chǎn)中用來測量氣體、液體和蒸氣流量的最常用的一種

5、流量儀表。據(jù)調查統(tǒng)計，在煉鋼廠、煉油廠等工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中所使用的流量計有(7080)左右是節(jié)流式流量計。在整個工業(yè)生產(chǎn)領域中，節(jié)流式流量計也占流量儀表總數(shù)的一半以上。,11,差壓式流量計（續(xù)）,差壓式流量計是基于流體流動的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力差而實現(xiàn)流量測量的。它是目前生產(chǎn)中測量流量最成熟，最常用的方法之一。 按照國家標準制造的標準節(jié)流裝置的流量系數(shù)計算公式是相當完備的，所以它是一種可靠性和標準化較高的流量傳感器。,12,差壓式流量計組成：,節(jié)流裝置：安裝于管道中產(chǎn)生差壓，節(jié)流件前后的差壓與流量成開方關系。 引壓導管：取節(jié)流裝置前后產(chǎn)生的差壓，傳送給差壓變送器。 差壓變送器

6、：產(chǎn)生的差壓轉換為標準電信號（4-20mA）。,13,差壓式流量計（續(xù)）,1. 節(jié)流現(xiàn)象與流量基本方程式 (1)節(jié)流現(xiàn)象 流體在有節(jié)流裝置的管道中流動時，在節(jié)流裝置前后的管壁處，流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象。,14,差壓式流量計（續(xù)）,節(jié)流裝置包括節(jié)流件和取壓裝置，節(jié)流件是能使管道中的流體產(chǎn)生局部收縮的元件。 流動流體的能量有兩種形式，即靜壓能和動能。這兩種形式的能量在一定的條件下可以互相轉化，但是，根據(jù)能量守恒定律，流體所具有的靜壓能和動能，再加上克服流動阻力的能量損失，在沒有外加能量的情況下，其總和是不變的。,15,差壓式流量計（續(xù)）,節(jié)流裝置前流體壓力較高，稱為正壓，常以“”標

7、志；節(jié)流裝置后流體壓力較低，稱為負壓（注意不要與真空混淆），常以“”標志。節(jié)流裝置前后壓差的大小與流量有關。,節(jié)流元件附近流速和壓力分布情況,16,差壓式流量計（續(xù)）,值得注意的是：要準確地測量出截面與截面處的壓力是有困難的，這是因為產(chǎn)生最低靜壓力的截面的位置隨著流速的不同會改變的，事先根本無法確定。 因此實際上是在孔板前后的管壁上選擇兩個固定的取壓點，來測量流體在節(jié)流裝置前后的壓力變化的。,節(jié)流元件附近流速和壓力分布情況,17,差壓式流量計（續(xù)）,(2)流量基本方程式 流量基本方程式是闡明流量與壓差之間定量關系的基本流量公式。 基礎：流體連續(xù)性方程（質量守恒定律）和伯努利方程（能量守恒定律）

8、。 流量系數(shù)。它與節(jié)流裝置的結構形式、取壓方式、孔口截面積與管道截面積之比m、雷諾數(shù)Re、孔口邊緣銳度、管壁粗糙度等因素有關；,18,差壓式流量計（續(xù)）,膨脹校正系數(shù)，它與孔板前后壓力的相對變化量、介質的等熵指數(shù)、孔口截面積與管道截面積之比等因素有關。應用時可查閱有關手冊而得。但對不可壓縮的液體來說，常取=1； F0節(jié)流裝置的開孔截面積； p節(jié)流裝置前后實際測得的壓力差； 1節(jié)流裝置前的流體密度。,19,差壓式流量計（續(xù)）,2. 標準節(jié)流裝置 差壓式流量計，由于使用歷史長久，已經(jīng)積累了豐富的實踐經(jīng)驗和完整的實驗資料。因此，國內外已把最常用的節(jié)流裝置、孔板、噴嘴、文丘里管等標準化，并稱為“標準節(jié)

9、流裝置”。,20,差壓式流量計（續(xù)）,我國國家規(guī)定的標準節(jié)流裝置取壓方法為兩種，即角接取壓法和法蘭取壓法。 角接取壓法，就是在孔板(或噴嘴)前后兩端面與管壁的夾角處取壓。角接取壓方法可以通過環(huán)室或單獨鉆孔結構來實現(xiàn)。 法蘭取壓能得到較好的測量精度，但是加工制造和安裝要求嚴格。,21,差壓式流量計（續(xù)）,取壓方式：,環(huán)室取壓,單獨鉆孔取壓,法蘭取壓,標準噴嘴取壓,22,差壓式流量計（續(xù)）,節(jié)流孔板,后取壓管,前取壓管,流體通過節(jié)流孔板時，流速加快，后取壓管處的壓力減小。,節(jié)流裝置（取壓管及內部的節(jié)流孔板）,23,差壓式流量計（續(xù)）,節(jié)流孔板,后取壓管,節(jié)流裝置外形,24,差壓式流量計（續(xù)）,差壓

10、式流量計外形,25,差壓式流量計（續(xù)）,3差壓式流量計的測量誤差 差壓式流量汁的應用是非常廣泛的。但是，在現(xiàn)場實際應用時，往往具有比較大的測量誤差，有的甚至高達1020(造成這些誤差是由于使用不當引起的，而不是儀表本身的測量誤差)。,26,差壓式流量計（續(xù)）,造成測量誤差的原因： (1)被測流體工作狀態(tài)的變動 (2)節(jié)流裝置安裝不正確 (3)孔板入口邊緣的磨損 (4)導壓管安裝不正確，或有堵塞、滲漏現(xiàn)象 (5)差壓計安裝或使用不正確,27,差壓式流量計（續(xù)）,差壓式流量計： 優(yōu)點：結構簡單，無可動部件；可靠性較高；復現(xiàn)性能好；適應性較廣，它適用于各種工況下的單相流體，適用的管道直徑范圍寬，可以

11、配用通用差壓計；裝置已標準化。 缺點：安裝要求嚴格；流量計前后要求較長直管段；測量范圍窄，一般范圍度為 3 : 1；壓力損失較大；對于較小直徑的管道測量比較困難；精確度不夠高(1% 2%)。,28,差壓式流量計分類表,差壓式流量計（續(xù)）,29,補充：靶式流量計,在管流中垂直于流動方向安裝一圓盤形阻擋件，稱之為“靶”。流體經(jīng)過時，由于受阻將對靶產(chǎn)生作用力，此作用力與流速之間存在著一定關系。通過測量靶所受作用力，可以求出流體流量。,30,補充：靶式流量計,流體作用于靶上的推力F與流體流速v的平方成正比： K靶的推力系數(shù)； 靶的受力面積； 比重； g重力加速度；v 靶與環(huán)隙間流體平均流速。,A0環(huán)形

12、間隙的面積；Ka為流量系數(shù)。,31,補充：靶式流量計,特點： 靶式流量計結構比較簡單，維護方便，不易堵塞，適于測量高粘度、高臟污及有懸浮固體顆粒介質的流量。 其缺點是壓力損失大，測量精度不太高。目前靶式流量計的配用管徑為 15200mm 系列，正常情況下測量精確度可達1% ，范圍度為3:1。 靶式流量計和差壓流量計的流量與檢測信號之間都是非線性的，必須將差壓或推力信號進行開方運算得到流量信號。,32,補充：靶式流量計,對夾式,固定插入式,TGF智能靶式流量計,煤氣表,靶式流量計外形,33,轉子流量計,轉子流量計也是利用節(jié)流原理測量流體的流量，但它的差壓值基本保持不變，是通過節(jié)流面積的變化反映流

13、量的大小，故又稱恒壓降變截面流量計，也有稱作浮子流量計。 轉子流量計可以測量多種介質的流量，更適用于中小管徑、中小流量和較低雷諾數(shù)的流量測量。 差壓流量計對管徑小于50mm、低雷諾數(shù)的流體的測量精度是不高的。而轉子流量計則特別適宜于測量管徑50mm以下管道的流量，測量的流量可小到每小時幾升。,34,轉子流量計（續(xù)）,1. 工作原理 轉子流量計的原理圖，它基本上由兩個部分組成，一個是由下往上逐漸擴大的錐形管（通常用玻璃制成，錐度為4030）；另一個是放在錐形管內可自由運動的轉子。,35,轉子流量計（續(xù)）,轉子流量計中轉子的平衡條件是： 由于在測量過程中，V、t、f、A、g均為常數(shù)，所以由式可知，

14、(p1p2)也應為常數(shù)。這就是說，在轉子流量計中，流體的壓降是固定不變的。 所以，轉子流量計是以定壓降變節(jié)流面積法測量流量的，這正好與差壓法測量流量的情況相反。,36,轉子流量計（續(xù)）,p一定的情況下，流過轉子流量計的流量和轉子與錐形管間環(huán)隙面積F0有關。由于錐形管由下往上逐漸擴大，所以F0是與轉子浮起的高度有關的。 根據(jù)轉子浮起的高度就可以判斷被測介質的流量大小，可用下式表示： 式中 儀表常數(shù) h 轉子浮起的高度,37,轉子流量計（續(xù)）,將p代入，分別得到：,38,轉子流量計（續(xù)）,2電遠傳式轉子流量計 電遠傳式轉子流量計可以將反映流且大小的轉子高度h轉換為電信號，適合于遠傳，進行顯示或記錄

15、。 LZD系列電遠傳式轉子流量計主要由流量變送及電動顯示兩部分組成。 (1)流量變送部分 LZD系列電遠傳式轉子流量計是用差動變壓器進行流量變送的。,39,轉子流量計（續(xù)）,根據(jù)鐵心處在差動變壓器線圈中的位置不同，次級線圈中產(chǎn)生的感應電勢e1、e2不同。 即u = e1 e2 0， 0，0等不同情況，據(jù)此可確定鐵心在線圈中的位置。,40,轉子流量計（續(xù)）,(2)電動顯示部分,41,轉子流量計（續(xù)）,流體入口,流體出口,轉子,玻璃轉子流量計,42,智能轉子流量計,金屬轉子流量計,轉子流量計（續(xù)）,43,轉子流量計（續(xù)）,浮子流量計安裝示意,44,轉子流量計（續(xù)）,3轉子流量計的指示值修正 儀表廠

16、為了便于成批生產(chǎn)，是在工業(yè)基準狀態(tài)(20，0.10133MPa)下用水或空氣進行刻度的，即轉子流量計的流量標尺上的刻度值，對用于測量液體來講是代表200時水的流量值，對用于測量氣體來講則是代表20，0.10133MPa壓力下空氣的流量值。 (1)液體流量測量時的修正 測量液體的轉子流量計，由于制造廠是在常溫(200)下用水標定的，根據(jù)式可寫為,45,轉子流量計（續(xù)）,Q0用水標定時的刻度流量； w 水的密度。 對一般液體介質來說，當溫度和壓力改變時，對密度影響不大。如果被測介質的粘度與水的粘度相差不大(不超過0.03Pa . s)，可近似認為是常數(shù)，則有 Qf表示密度為f的被測介質實際流量。,

17、46,轉子流量計（續(xù)）,前面兩式相除得： KQ為體積流量密度修正系數(shù)。 同理可得到質量流量的修正公式為： KM為體積流量密度修正系數(shù)；為被測介質的實際質量流量。,47,轉子流量計（續(xù)）,例題：用一個用水標定的轉子流量計來測量苯的流量，流量計的讀數(shù)為28 m3/h，已知轉子密度為7920 kg/m3的不銹鋼，苯的密度為0.831 kg/L，求苯的實際流量是多少？ 解：已知：s=1 kg/L，y=0.831 kg/L， z=7.92 kg/L，QN =28 m3/h，代入修正公式可得 所以苯的實際流量是31.08m3/h。,48,轉子流量計（續(xù)）,(2)氣體流量測定時的修正 對于氣體介質流量值的修

18、正，除了被測介質的密度不同以外，被測介質的工作壓力和溫度的影響也較顯著，因此對密度、工作壓力和溫度均需進行修正。 轉子流量計用來測量氣體時，制造廠是在工業(yè)基準狀態(tài)(293K，0.10133MPa絕對壓力）下用空氣進行標定的。對于非空氣介質在不同于上述基準狀態(tài)下測量時，要進行校正。,49,轉子流量計（續(xù)）,當已知儀表顯示刻度Q0，要計算實際的工作介質流量時，可按下式修正： Q1被測介質的流量，Nm3/h； 1被測介質在標準狀態(tài)下的密度，kg/Nm3； 0被測介質空氣在標準狀態(tài)下的密度1.293kg/Nm3。 K密度修正系數(shù)； Kp壓力修正系數(shù)； KT溫度修正系數(shù)。,50,轉子流量計（續(xù)）,例：某

19、廠用轉子流量計來測量溫度為270，表壓為0.16MPa的空氣流量，問轉子流量計讀數(shù)為38Nm3/h時，空氣的實際流量是多少? 解：,51,轉子流量計（續(xù)）,(3)蒸汽流量測量時的換算 轉子流量計用來測量水蒸氣流量時，若將蒸汽流量換算為水流量，可按式（335）計算。若轉子材料為不銹鋼，t7.9g/cm3，則有,若：,52,轉子流量計（續(xù)）,轉子流量計特點： 結構簡單，使用維護方便，對儀表前后直管段長度要求不高，壓力損失小而且恒定，測量范圍比較寬，刻度為線性。 浮子流量計測量精確度為2%左右。但儀表測量受被測介質的密度、粘度、溫度、壓力、純凈度影響，還受安裝位置的影響。,53,容積式流量計,采用固

20、定溶劑空間逐次衡量過流容積。它利用運動元件的往復次數(shù)或轉速與流體的連續(xù)排出量成比例對被測流體進行連續(xù)的檢測。 容積式流量計可以計量各種液體和氣體的累積流量，由于這種流量計可以精密測量體積量，所以其類型包括從小型的家用煤氣表到大容積的石油和天然氣計量儀表，廣泛地用作管理和貿易的手段。,54,容積式流量計,組成： 容積式流量計由測量室、運動部件、傳動和顯示部件組成。 它的測量主體為具有固定標準容積的測量室，測量室由流量計內部的運動部件與殼體構成。 按運動部件分類： 往復運動和旋轉運動兩種形式。 往復運動式有家用煤氣表、活塞式油量表等。 旋轉運動式有旋轉活塞式流量計、橢圓齒輪流量計、腰輪流量計等。,

21、55,橢圓齒輪流量計,橢圓齒輪流量計是屬于容積式流量計的一種。它對被測流體的粘度變化不敏感，特別使合干測量高粘度的流體(例如重油、聚乙烯醇、樹脂等)、甚至糊狀物的流量。 1. 工作原理 橢圓齒輪流量計的測量部分是由兩個相互嚙合的橢圓形齒輪A和B、軸及殼體組成。橢圓齒輪與殼體之間形成測量室，如圖所示。,56,橢圓齒輪流量計,兩個橢圓齒輪 A 、 B 在進出口流體壓力差的作用下，交替地相互驅動，并各自繞軸作非勻角速度的轉動。 在轉動過程中連續(xù)不斷地將充滿在齒輪與殼體之間的固定容積內的流體一份份地排出。,57,橢圓齒輪流量計,齒輪的轉數(shù)可以通過機械的或其他的方式測出，從而可以得知流體總流量。 兩個齒

22、輪每轉動一圈，流量計將排出 4 個半月形容積的流體。通過橢圓齒輪流量計的流體總量可表示為： Q = 4nV0 n橢圓齒輪的旋轉速度； V0半月形測量室容積。,58,橢圓齒輪流量計,2使用特點 由于橢圓齒輪流量計是基于容積式測量原理的，與流體的粘度等性質無關。因此，特別適用于高粘度介質的流量測量。測量精度較高，壓力損失較小，安裝使用也較方便。 流量計基本誤差為 0.2% 0.5%； 范圍度為 10:1 ； 工作溫度要低于120 ，以防止齒輪卡死。 在使用時要注意防止齒輪的磨損與腐蝕，以延長儀表壽命。,59,橢圓齒輪流量計,60,計量室體積,腰輪轉速,體積流量,腰輪流量計,61,皮膜式家用煤氣表,

23、結構簡單、維護方便、價廉、精確度2%,62,速度式流量計,速度式流量計 速度式流量計的測量原理均基于與流體流速有關的各種物理現(xiàn)象，儀表的輸出與流速有確定的關系，即可知流體的體積流量。 典型的速度式流量計： 渦輪流量計 渦街流量計 電磁流量計 超聲流量計,63,渦輪流量計,在流體流動的管道內，安裝一個可以自由轉動的葉輪，當流體通過葉輪時，流體的動能使葉輪旋轉。流體的流速越高，動能就越大，葉輪轉速也就越高。在規(guī)定的流量范圍和一定的流體粘度下，轉速與流速成線性關系，因此，測出葉輪的轉速或轉數(shù)，就可確定流過管道的流體流量或總量。,64,渦輪流量計,直讀型渦輪流量計,Meister,65,渦輪流量計,特

24、點：渦輪流量計安裝方便，磁電感應轉換器與葉片間不需密封和齒輪傳動機構，因而測量精度高，可耐高壓，靜壓可達50MPa。由于基于磁電感應轉換原理，故反應快，可測脈動流量。輸出信號為電頻率信號，便于遠傳與計算機相連，不受干擾。 它的測量精度一般為 0.5 級，在小范圍內誤差可以0.1%；由于儀表刻度為線性，范圍度可達(1020) :1 ；儀表有校寬的工作溫度范圍(-200400 )。,66,渦輪流量計,缺點和注意事項： 渦輪流量計的渦輪容易磨損，被測介質中不應帶機械雜質、否則會影響測量精度和損壞機件。因此，一般應加過濾器。安裝時，必須保證前后有一定的直管段，以使流向比較穩(wěn)定。一般入口直管段的長度取管

25、道內徑的10倍以上，出口取5倍以上。,67,電磁流量計,在流量測量中，當被測介質是具有導電性的液體介質時，可以應用電磁感應的方法來測量流量。 電磁流量計通常由變送器和轉換器兩部分組成。被測介質的流量經(jīng)變送器變換成感應電勢后，再經(jīng)轉換器把電勢信號轉換成統(tǒng)一的010mA直流信號作為輸出，以便進行指示、記錄或與電動單元組合儀表配套使用。,68,電磁流量計,電磁流量計基于電磁感應原理，導電流體在磁場中垂直于磁力線方向流過，在流通管道兩側的電極上將產(chǎn)生感應電勢，感應電勢的大小與流體速度有關，通過測量此電勢可求得流體流量。,當流道兩側有磁場作用時，導電流體在流動過程中切割磁力線，產(chǎn)生感應電動勢：Ex=BD

26、v10-12 所以有： Q=K Ex,69,電磁流量計,電磁流量計的特點： 測量導管中無阻力件，壓力損失極??；其流速測量范圍寬，為0.510m/s；范圍度可達10:1；流量計的口徑可從幾毫米到幾米以上；流量計的精度 0.51.5級；儀表反應快，流動狀態(tài)對示值影響小，可以測量脈動流和兩相流，如泥漿和紙漿的流量。 對測量導電流體的電導率有要求，不能測量氣體、蒸汽和電導率低的石油流量。,70,電磁流量計,浙大中能,深圳市創(chuàng)惠科技,東芝,2.5mm-3000mm,71,漩渦式流量計,又叫渦街流量計，屬旋渦流量計類型，它是利用流體振蕩的原理進行流量測量。 當流體流過非流線型阻擋體時會產(chǎn)生穩(wěn)定的旋渦列，旋

27、渦的產(chǎn)生頻率與流體流速有著確定的對應關系，測量頻率的變化，就可以得知流體的流量。,72,漩渦式流量計,渦街流量計的組成及流量方程式 渦街流量計的測量主體是旋渦發(fā)生體。旋渦發(fā)生體是一個具有非流線型截面的柱體垂直插于流通截面內。當流體流過旋渦發(fā)生體時，在發(fā)生體兩側會交替地產(chǎn)生旋渦，并在它的下游形成兩列不對稱的旋渦列。 當每兩個旋渦之間的縱向距離 h 和渦列間橫向距離 L 滿足一定的關系，即 h / L = 0 . 281 時，這兩個旋渦列將是穩(wěn)定的，稱之為“卡門渦街”。穩(wěn)定的旋渦產(chǎn)生頻率 f 與旋渦發(fā)生體處的流速 v 有確定的關系：,73,漩渦式流量計,三角柱體渦街檢測器原理示意圖 旋渦頻率采用熱

28、敏電阻檢測方式，在三角柱體的迎流面對稱地嵌入兩個熱敏電阻，通入恒定電流加熱電阻，使其溫度稍高于流體，在交替產(chǎn)生的旋渦的作用下，兩個電阻被周期地冷卻，使其阻值改變，阻值的變化由橋路測出，即可測得旋渦產(chǎn)生頻率，從而測知流量。,74,漩渦式流量計,渦街流量計的特點： 渦街流量計適用于氣體、液體和蒸汽介質的流量測量，其測量幾乎不受流體參數(shù)（溫度、壓力、密度、粘度）變化的影響。 渦街流量計在儀表內部無可動部件，使用壽命長；壓力損失?。惠敵鰹轭l率信號；有較寬的范圍度 30:1 ；測量精度也比較高，為0.5% 1%。 它是一種正在得到廣泛應用的流量儀表。 不足：流體流速分布情況和脈動情況將影響測量準確度，旋

29、渦發(fā)生體被沾污也會引起誤差。,75,漩渦式流量計,上海安鈞,深圳市創(chuàng)惠科技,壓電應力式傳感器,76,質量流量計,質量流量計能夠直接得到質量流量，能從根本上提高測量精度，省去了換算和修正。質量流量計的測量方法，可分為間接測量和直接測量兩類。 1. 直接式質量流量計 直接式測量方法則由檢測元件直接檢測出流體的質量流量。直接式質量流量計種類很多，有量熱式、角動量式、差壓式及科里奧利質量流量計 。,77,質量流量計,科里奧利質量流量計 簡稱科氏力流量計，利用流體在振動管中流動時，將產(chǎn)生與質量流量成正比的科里奧利力的測量原理。 科氏力流量計結構有多種形式，一般由由檢測科里奧利力的傳感器與轉換器組成。,7

30、8,質量流量計,傳感器測量主體為一根U形管，U形管的兩個開口端固定，流體由此流入和流出。在U形管頂端裝有電磁裝置，用于激發(fā)U形管，使其以O-O為軸，按固有的自振頻率振動，振動方向垂直于U形管所在平面。U形管中的流體在沿管道流動的同時又隨管道作垂直運動，此時流體將產(chǎn)生一科里奧利加速度，并以科里奧利力反作用于U形管。由于流體在U形管兩側的流動方向相反，所以作用于U形管兩側的科氏力大小相等方向相反，從而形成一個作用力矩。U形管在此力矩作用下將發(fā)生扭曲，U形管的扭角與通過的流體質量流量相關。U形管兩側通過中心平面的時間差也與流體質量流量相關。,79,質量流量計,流量計結構示意圖,80,質量流量計,0.

31、1%,ABB,81,質量流量計,科氏力質量流量計的特點 可直接測得質量流量信號，不受被測介質物理參數(shù)的影響，精度較高； 可以測量多種液體和漿液，也可以用于多相流測量； 不受管內流態(tài)影響，因此對流量計前后直管段要求不高； 其范圍度可達100:1。但是它的阻力損失較大，存在零點漂移，管路的振動會影響其測量精度。,82,質量流量計,2. 間接式質量流量計 一般是采用體積流量計和密度計或兩個不同類型的體積流量計組合，實現(xiàn)質量流量的測量。常見的組合方式主要有3種。 節(jié)流式流量計與密度計的組合,流式流量計與密度計組合,83,體積流量計和密度計組合,質量流量計,體積流量計與密度計的組合,84,節(jié)流式流量計和

32、其它體積流量計組合,質量流量計,體積流量計與體積流量計的組合,85,其它流量計,隨著工業(yè)生產(chǎn)自動化水平的提高。許多新的流量測量方法也日益被人們重視和采用，例如超聲波、激光、X射線及核磁共振等逐漸應用到工業(yè)生產(chǎn)中，成為目前較新的流量測量技術。 超聲波流量計 超聲波測流量的作用原理有傳播速度法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法、相關法、流速液面法等多種方法。 超聲波流量計由超聲波換能器、電子線路及流量顯示系統(tǒng)組成。超聲波換能器通常由鋯鈦酸鉛陶瓷等壓電材料制成，通過電致伸縮效應和壓電效應，發(fā)射和接收超聲波。,86,F1發(fā)射的超聲波先到達 T1,(1) 傳播速度法測量原理,87,t1-按順流方向，超聲波到達接收器時間； t2-按逆流方向，超聲波到達接收器時間。,超聲波流量計,時差法時差法就是測量超聲波脈沖順流和逆流時傳播的時間差。流體流速,88,相差法相位差法是把上述時間差轉換為超聲波傳播的相位差來測量。超聲波換能器向流體連續(xù)發(fā)射形式為的 超聲波脈沖，式中 為超聲波的角頻率。,按順流方向發(fā)射時收到的信號相位；,按逆流方向發(fā)射時收到的信號相位。,超聲波流量計,89,順流時脈沖循環(huán)頻率： 逆流時